Контрольні питання та завдання

1. Дайте визначення поняттям: термодинамічна, відкрита закрита та ізольована системи, параметри і функції стану системи.

2. Сформуйте перший закон термодинаміки для ізольованої та для закритої систем.

3. Фізичний зміст внутрішньої енергії.

4. Що таке тепловий ефект реакції? Якою термодинамічною функцією він виражається?

5. Закон Гесса та наслідки з нього

Складіть термохімічне рівняння горіння сірководню та визначте зміну ентальпії системи, якщо ∆H утворення речовин H₂S, SO₂ та H₂О дорівнюють відповідно +20, -297 і -242 кДж/моль.

6. Які процеси називають ізобарними, ізохорними, ізотермічними? Які умови називають стандартними?

7. У чому полягає зміст термодинамічної функції ентропія? Як визначити зміну ентропії у хімічній реакції та фізичному процесі?

Як та чому змінюється ентропія системи при таких перетвореннях: а) лід →вода; б) водяна пара -вода; в) С_(тв.) + 2H_2(г.)→ CH_4(г.); г) 2О_3(г.) →3О_2(г.); д) Fе_(тв.) + 1/2 О_{2 (г.)}→ FеO_(тв.); е) Н_2(г.) +1/2 O_2(г.)→ Н₂О_(г.).

8. Поясніть зміст термодинамічної функції енергія Гіббса.

9. Що називається стандартною енергією Гіббса утворення хімічної сполуки? Які властивості сполук вона характеризує?

10. Як впливають ентальпійний та ентропійний фактори на значення та знак зміни енергії Гіббса? Проаналізуйте вплив температури на можливість довільного перебігу процесу.

Лабораторна робота № 5 Приготування розчинів певної концентрації.

Мета роботи: Ознайомитись з типами виразу концентрації розчиненої речовини. Приготувати розчини з певною процентною, молярною, нормальною, моляльною концентраціями.

Матеріали і обладнання: неорганічна сіль (отримати у викладача), дистильована вода, хромова суміш, мірні колби на 100 мл., мірний циліндр, лійка, хімічний стакан на 100 мл, годинникове скло (або бюкса), терези лабораторні технічні, терези аналітичні

Теоретичний мінімум.

Розчини мають величезне значення у природі, промисловості, медицині. Рослини засвоюють речовини у вигляді розчинів. Засвоєння їжі пов’язане з переводом поживних речовин у розчин. Усі природні води є розчинами. Розчинами є найважливіші фізіологічні рідини – плазма, кров. Спинномозкова рідина, лімфа. Більшість хімічних реакцій відбувається у розчинах.

Отже, розчини – це гомогенні (однорідні) системи, що складаються з двох і більше компонентів і продуктів їх взаємодії.

За агрегатним станом розчини бувають рідкі, тверді і газоподібні. Прикладом рідких розчинів можуть бути розчини солей у воді, прикладом твердих – сплав нікелю й міді (з яких виготовляють монети) або сплав срібла й золота, прикладом газоподібних – суміші газів, повітря. Найбільше значення мають рідкі, а особливо – водні, розчини.

Будь-який розчин складається з розчинених речовин і розчинника, хоч ці поняття до певної міри умовні. Наприклад, залежно від співвідношення кількостей спирту й води ця система може бути розчином спирту у воді або води у спирті. Як правило, розчинником вважають той компонент, який у розчині знаходиться у тому ж агрегатному стані, що й до розчинення. Розчинністю називається здатність речовини розчинятися в даному розчиннику при даній температурі.

Мірою розчинності речовини є концентрація її у насиченому розчині.

Розчини бувають: насичені, пересичені і ненасичені. Насиченим вважається розчин, що знаходиться в рівновазі з речовиною, що розчиняється. У насиченому розчині міститься гранична за даних умов кількість розчиненої речовини. Розчин є пересиченим, якщо в ньому міститься розчиненої речовини більше, ніж визначено межею розчинності. Розчин, що містить речовини менше, чим визначено межею розчинності, називається ненасиченим.

Важливою характеристикою будь-якого розчину є його концентрація. Цією величиною визначається більшість властивостей розчинів.

Концентрація речовини – це величина, що вимірюється кількістю розчиненої речовини, що міститься у певній масі чи об’ємі розчину або розчинника.

Існують різні способи чисельного вираження складу розчинів.

Молярна частка - відношення кількості даного компонента до загальної кількості речовин у розчині. Для двокомпонентних розчинів

; х₁ + х₂ = 1.

Масова (об’ємна) частка – відношення маси (об’єму) розчиненої речовини до загальної маси (об’єму) розчину:

; ;

Частки виражають у частинах від одиниці або у відсотках.

Молярна концентрація – відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину:

.

Одиниця молярної концентрації у СІ – моль/м³, але найчастіше застосовується одиниця моль/л, яку скорочено позначають М .

Моляльна концентрація (моляльність) – відношення кількості розчиненої речовини до маси розчинника в кілограмах:

, моль/кг, або m).

Вона показує кількість молів розчиненої речовини, що припадає на 1 кг (1000 г) розчинника.

Молярна концентрація еквівалентів (нормальна концентрація, нормальність) – відношення кількості еквівалентів розчиненої речовини до об’єму розчину:

, (моль/л, або н),

де Е_m – молярна маса еквівалентів розчиненої речовини, m₁(m₂) – маса розчиненої речовини (розчинника), г; M – молярна маса розчиненої речовини, г/моль; V – об'єм розчину, л; n₁(n₂) – кількість молів розчиненої речовини (розчинника).

Титр – відношення маси розчиненої речовини в грамах до об’єму розчину (указує на масу в грамах розчиненої речовини, що міститься в одному мл розчину):

, (г/мл).